JPH11145414A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH11145414A
JPH11145414A JP10243760A JP24376098A JPH11145414A JP H11145414 A JPH11145414 A JP H11145414A JP 10243760 A JP10243760 A JP 10243760A JP 24376098 A JP24376098 A JP 24376098A JP H11145414 A JPH11145414 A JP H11145414A
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JP
Japan
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capacitor
semiconductor device
trench
dram
capacitors
Prior art date
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JP10243760A
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English (en)
Inventor
Wataru Sato
亘 佐藤
Yoshiaki Asao
吉昭 浅尾
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/09Manufacture or treatment with simultaneous manufacture of the peripheral circuit region and memory cells
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D1/00Resistors, capacitors or inductors
    • H10D1/01Manufacture or treatment
    • H10D1/045Manufacture or treatment of capacitors having potential barriers, e.g. varactors
    • H10D1/047Manufacture or treatment of capacitors having potential barriers, e.g. varactors of conductor-insulator-semiconductor capacitors, e.g. trench capacitors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/038Making the capacitor or connections thereto the capacitor being in a trench in the substrate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/906Dram with capacitor electrodes used for accessing, e.g. bit line is capacitor plate
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/908Dram configuration with transistors and capacitors of pairs of cells along a straight line between adjacent bit lines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】キャパシタのパターン占有面積が小さくて済
み、回路設計の自由度を向上できる半導体装置を提供す
ることを目的としている。 【解決手段】ディープトレンチ構造のトレンチキャパシ
タを有するDRAMとロジック回路とが単一の半導体基
板中に混載されたDRAM・ロジック混載集積回路にお
いて、ロジック回路部にディープトレンチ構造の複数個
のキャパシタを設けたことを特徴としている。これら複
数のキャパシタは、配線部22,22によって並列接続
され、複数個のキャパシタブロックが形成される。各キ
ャパシタブロック間には、各配線部相互間を選択的に接
続または分離することにより、上記キャパシタブロック
の容量値を可変するフューズ素子23が設けられてい
る。これらのフューズ素子は、回路設計から要求される
キャパシタの容量値に応じて選択的に切断される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、トレンチ構造の
キャパシタを備えた半導体装置に関するもので、更に詳
しくは、DRAM・ロジック混載集積回路におけるロジ
ック回路部のキャパシタ構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、DRAMとMPU等のロジック回
路とを混載したDRAM・ロジック混載集積回路におい
ては、ロジック回路部にキャパシタを形成する際に、プ
レーナ構造のキャパシタを用いて実現していた。DRA
M部におけるメモリセルには、トレンチ構造のキャパシ
タが用いられているが、その容量値が小さいのでロジッ
ク回路部で用いるのには実用的ではないからである。
【0003】しかし、ロジック回路部にプレーナ構造の
キャパシタを用いて、所望の大きさの容量値、例えば安
定化電源回路の電源安定化容量等を実現しようとする
と、キャパシタのパターン占有面積が大きくなり、回路
設計の自由度が低下する。
【0004】また、従来のDRAM・ロジック混載集積
回路では、ロジック回路部で回路設計面から要求される
キャパシタの容量値をチップ毎に変更しようとすると、
製造工程を変更しなければならず、チップ毎の変更が困
難である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の半
導体装置は、キャパシタのパターン占有面積が大きくな
り、回路設計の自由度が低下するという問題があった。
また、キャパシタの容量値をチップ毎に変更しようとす
ると、製造工程を変更しなければならず、チップ毎の変
更が困難であるという問題があった。
【0006】この発明は上記のような事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、所望の大きさの
容量値を実現する際に、キャパシタのパターン占有面積
が小さくて済み、回路設計の自由度を向上できる半導体
装置を提供することにある。また、この発明の別の目的
は、回路設計面から要求されるキャパシタの容量値をチ
ップ毎に容易に変更できる半導体装置を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置
は、半導体基板中に形成されたトレンチ構造の複数個の
キャパシタと、上記複数個のキャパシタを電気的に接続
して少なくとも1つのキャパシタブロックを形成する配
線部とを具備することを特徴としている。
【0008】そして、好ましくは次のような特徴を備え
ている。前記複数個のキャパシタはそれぞれ、ディープ
トレンチ構造のキャパシタであり、前記ディープトレン
チ構造のキャパシタは、前記半導体基板に形成されたト
レンチ内の下部の表面に形成されたキャパシタ電極と、
前記トレンチ内の前記キャパシタ電極の表面に形成され
たキャパシタ絶縁膜と、前記トレンチ内の上部側壁に形
成された絶縁膜のカラーに開口された埋め込みストラッ
プと、前記トレンチ内に埋め込まれた電荷蓄積層とを備
え、前記配線部は、前記半導体基板に埋め込み形成さ
れ、複数個のキャパシタの各キャパシタ電極の上部相互
を接続する埋め込みプレート配線と、前記複数個のキャ
パシタの前記電荷蓄積層の上部相互に連なるように前記
半導体基板の表層部に形成されたストラップ間接合拡散
層とを備える。
【0009】前記配線部は、前記複数個のキャパシタの
電荷蓄積層の上部相互に連なるように形成されたストラ
ップ間接合拡散層に対してコンタクトする第1層目の金
属配線を更に具備する。
【0010】前記第1層目の金属配線の上層に形成さ
れ、前記第1層目の金属配線を共通接続する第2層目の
金属配線を更に具備する。前記キャパシタは、半導体記
憶装置のメモリセル以外の回路部に形成される。
【0011】前記半導体記憶装置のメモリセル以外の回
路部は、DRAM・ロジック混載集積回路におけるロジ
ック回路部である。前記キャパシタは、前記DRAM・
ロジック混載集積回路におけるDRAM部に形成されて
いるメモリセルのキャパシタと同じ構造である。
【0012】前記キャパシタのトレンチの長さは、前記
DRAM・ロジック混載集積回路におけるDRAM部に
形成されているメモリセルのキャパシタのトレンチより
も長い。
【0013】前記キャパシタは、前記DRAM・ロジッ
ク混載集積回路におけるDRAM部に形成されているメ
モリセルのキャパシタとはキャパシタ絶縁膜の種類、膜
厚が異なる。
【0014】上記のような構成によれば、複数個のトレ
ンチ構造のキャパシタを並列接続して少なくとも1つの
キャパシタブロックを形成し、このキャパシタブロック
を用いて所望の大きさの容量値を実現できるので、キャ
パシタのパターン占有面積が小さくて済み、回路設計の
自由度を向上できる。
【0015】また、この発明の半導体装置は、半導体基
板中に形成されたトレンチ構造の複数個のキャパシタ
と、上記複数個のトレンチ構造のキャパシタを電気的に
接続して複数のキャパシタブロックを形成する配線部
と、上記各配線部相互間を選択的に接続または分離する
ことにより、上記キャパシタブロックの容量値を可変す
る接続/分離手段とを具備することを特徴としている。
【0016】そして、好ましくは次のような特徴を備え
ている。前記複数個のトレンチ構造のキャパシタはそれ
ぞれ、ディープトレンチ構造のキャパシタであり、前記
ディープトレンチ構造のキャパシタは、前記半導体基板
に形成されたトレンチ内の下部の表面に形成されたキャ
パシタ電極と、前記トレンチ内の前記キャパシタ電極の
表面に形成されたキャパシタ絶縁膜と、前記トレンチ内
の上部側壁に形成された絶縁膜のカラーに開口された埋
め込みストラップと、前記トレンチ内に埋め込まれた電
荷蓄積層とを備え、前記配線部は、前記半導体基板に埋
め込み形成され、複数個のキャパシタの各キャパシタ電
極の上部相互を接続する埋め込みプレート配線と、前記
複数個のキャパシタの電荷蓄積層の上部相互に連なるよ
うに前記半導体基板の表層部に形成されたストラップ間
接合拡散層とを備え、前記接続/分離手段は、前記キャ
パシタブロックの各配線部相互間を接続するように形成
され、選択的に切断されるフューズ素子を備える。
【0017】前記配線部は、前記複数個のキャパシタの
電荷蓄積層の上部相互に連なるように形成されたストラ
ップ間接合拡散層に対してコンタクトする第1層目の金
属配線を更に具備する。
【0018】前記第1層目の金属配線の上層に形成さ
れ、前記第1層目の金属配線をキャパシタブロック毎に
共通接続する第2層目の金属配線を更に具備し、前記フ
ューズ素子は、前記各キャパシタブロックの前記第2層
目の金属配線の相互間を接続する。
【0019】前記フューズ素子は、前記第2層目の金属
配線と同じ材質で形成される。前記フューズ素子は、前
記第2層目の金属配線の形成工程より前の工程で形成さ
れる。
【0020】前記キャパシタは、半導体記憶装置のメモ
リセル以外の回路部に形成されている。前記半導体記憶
装置のメモリセル以外の回路部は、DRAM・ロジック
混載集積回路におけるロジック回路部である。
【0021】前記キャパシタは、前記DRAM・ロジッ
ク混載集積回路におけるDRAM部に形成されているメ
モリセルのキャパシタと同じ構造である。前記キャパシ
タのトレンチの長さは、前記DRAM・ロジック混載集
積回路におけるDRAM部に形成されているメモリセル
のキャパシタのトレンチよりも長い。
【0022】前記キャパシタは、前記DRAM・ロジッ
ク混載集積回路におけるDRAM部に形成されているメ
モリセルのキャパシタとはキャパシタ絶縁膜の種類、膜
厚が異なる。
【0023】上記のような構成によれば、複数個のトレ
ンチ構造のキャパシタを並列接続した複数のキャパシタ
ブロックを選択的に接続して用いることができるので、
回路設計から要求されるキャパシタの容量値をチップ毎
に容易に変更できる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図1(a),(b)ない
し図10(a),(b)はそれぞれ、この発明の第1の
実施の形態に係る半導体装置について説明するためのも
ので、図1(a)ないし図5(a)は、DRAM・ロジ
ック混載集積回路におけるDRAM部のパターン構成例
を製造工程順に示す平面図、図1(b)ないし図5
(b)はそれぞれ、上記図1(a)ないし図5(a)に
示したパターンの2A−2A〜2E−2E線に沿った断
面構成図である。また、図6(a)ないし図10(a)
はそれぞれ、上記DRAM・ロジック混載集積回路にお
けるロジック回路部に形成されたキャパシタブロック部
のパターン構成例を製造工程順に示す平面図、図6
(b)ないし図10(b)はそれぞれ、上記図6(a)
ないし図10(a)に示したパターンの4A−4A〜4
E−4E線に沿った断面構成図である。
【0025】図1(a),(b)に示す如く、DRAM
・ロジック混載集積回路におけるDRAM部には、周知
の製造工程に従ってトレンチ構造のキャパシタ(本例で
は、ディープトレンチ構造のキャパシタ)が形成され
る。また、このDRAM部におけるディープトレンチ構
造のキャパシタの形成時に、図6(a),(b)に示す
ように、ロジック回路部にもDRAM部と同じ製造工程
に従ってトレンチ構造のキャパシタが形成される。この
ロジック回路部に形成されるトレンチ構造のキャパシタ
は、基本的にはDRAM部と同様な千鳥格子状にパター
ン配置されているが、複数のキャパシタブロックを形成
するために、後述するフューズ素子の形成領域を除いて
キャパシタブロック毎に分離されたパターンになってい
る。
【0026】すなわち、まず、RIE法等の異方性エッ
チングにより、半導体基板(シリコン基板)10の主表
面に複数のトレンチ1を千鳥格子状に配列して形成す
る。その後、これらトレンチ1内に、キャパシタ電極1
1、キャパシタ絶縁膜12、電荷蓄積層13、カラー
(collar)14、及び開口部(埋め込みストラップ;Bu
ried-Strap)14a等を形成する。上記キャパシタ電極
11は、上記トレンチ1内の下部の表面部(表層部)
に、例えばN型の不純物(半導体基板10がP型の場
合)を導入した拡散層で形成されている。上記キャパシ
タ絶縁膜12は、例えばNO膜であり、上記トレンチ1
内のキャパシタ電極(拡散層)11の表面に形成されて
いる。上記電荷蓄積層13は、例えばN型ポリシリコン
からなり、上記トレンチ1内に埋め込まれている。上記
カラー14は、上記トレンチ1内の上部の側壁に形成さ
れた絶縁膜(例えば酸化膜)で形成される。また、上記
埋め込みストラップ14aは、上記カラー14とアクテ
ィブ領域が重なる部分に形成されている。
【0027】次に、図2(a),(b)及び図7
(a),(b)に示すように、上記トレンチ構造のキャ
パシタが形成された半導体基板10中に埋め込みプレー
ト(Buried-Plate)領域15を形成し、DRAM部のト
レンチキャパシタのプレート電極を共通接続するととも
に、ロジック回路部のトレンチキャパシタの一方の電極
を共通接続する。埋め込みプレート領域15は、上記半
導体基板10に埋め込み形成され、複数個のキャパシタ
の各キャパシタ電極の上部相互を接続するように例えば
不純物のイオン注入により形成されている。その後、半
導体基板10の主表面にSTI構造の素子分離領域2を
形成して素子分離を行う。次に、DRAM部のメモリセ
ルにおけるセル選択用トランジスタTrのゲート絶縁膜
3、ゲート電極4、ソース,ドレイン領域等を順次形成
してメモリセル、並びに周辺回路を構成するトランジス
タを形成する。このメモリセルの形成の際、ロジック回
路部のトレンチキャパシタ間の領域に、これらのキャパ
シタを選択するためのトランジスタSTrのゲート絶縁
膜6、ゲート電極7、ソース,ドレイン領域等を同一プ
ロセスで形成する。次に、上記半導体構造上に第1の層
間絶縁膜(例えばBPSG、PSG等)17を形成し、
コンタクトホールを形成する。
【0028】引き続き、図3(a),(b)及び図8
(a),(b)に示すように、例えばタングステン
(W)あるいはAl−Cu合金からなる第1層目の金属
配線層を形成した後、パターニングして上記コンタクト
プラグ18に電気的に接続された第1層目の金属配線1
9を形成する。上記第1層目の金属配線19は、上記ト
レンチキャパシタ電極に対して例えば複数の箇所でコン
タクトするように形成されている。この第1層目の金属
配線19のパターンは、セル選択用トランジスタのゲー
ト電極4と直交する方向に形成され、上記コンタクト部
を介してトレンチキャパシタと電気的に接続される。ロ
ジック回路部の第1層目の金属配線19のパターンもト
ランジスタのゲート電極4と直交する方向に形成され、
各キャパシタブロック毎に上記コンタクト部を介してト
レンチキャパシタと電気的に接続される。
【0029】その後、図4(a),(b)及び図9
(a),(b)に示すように、上記第1層目の金属配線
19及び第1の層間絶縁膜17上に、第2の層間絶縁膜
(例えばBPSG、PSG等)20を形成する。この第
2の層間絶縁膜20には上記第1層目の金属配線19上
に対応する部分にビアホールを形成する。このビアホー
ル内には上記第1層目の金属配線19と電気的な接続を
行うために、例えばタングステンWを埋め込んで第2の
コンタクトプラグ21を形成する。そして、上記各キャ
パシタブロック間の第2の層間絶縁膜20上に選択的に
例えば第2層目の金属配線と同じ材質、すなわちAl−
Cu合金からなるフューズ素子23を形成する。このフ
ューズ素子23は、上記複数のキャパシタブロックの上
記第2層目の金属配線の相互間を接続するように形成さ
れている。次に、上記第2の層間絶縁膜20上に第2層
目の金属配線22を形成する。この第2層目の金属配線
22は、例えばAl−Cu合金からなり、上記第1層目
の金属配線19と直交する方向に沿って形成する。ま
た、キャパシタブロック部の上記第1層目の金属配線1
9は、各々キャパシタブロック毎に共通接続するように
なっている。
【0030】なお、ここでは、フューズ素子23を形成
した後で第2層目の金属配線22を形成するようにした
が、フューズ素子23を第2層目の金属配線22の形成
工程と同じ工程で形成しても良い。
【0031】次に、図5(a),(b)及び図10
(a),(b)に示すように、DRAM部とロジック回
路部の上記第2層目の金属配線22上及び第2の層間絶
縁膜20上に表面保護膜24を形成し、上記表面保護膜
の上記フューズ素子23上に窓25を開口する。上記フ
ューズ素子23は、レーザ照射等により回路設計や必要
とする容量値に応じて選択的に溶断する。これにより、
上記複数のキャパシタブロックの各配線部相互間の接続
をフューズ素子23により選択的に分離することが可能
になる。
【0032】DRAM・ロジック混載集積回路において
は、実際には、最上層の金属配線層は、レーザ照射をし
て切断するには膜厚が厚すぎるため、それよりも下層の
金属配線を用いることが多い。
【0033】図11は、図10(a),(b)に示した
キャパシタブロック部の等価回路図である。図5
(a),(b)における1個分のキャパシタC,C,…
の一方の電極がプレート配線(埋め込みプレート領域1
5に対応)PLで共通接続されている。他方の電極は、
選択用トランジスタSTr,STr,…の電流通路を介
してキャパシタブロック毎に局所接続配線(キャパシタ
電極および第1層の金属配線19に対応)CLで共通接
続されている。上記キャパシタブロック間は、キャパシ
タブロック間接続配線(図10(b)中の第2層目の金
属配線22に対応)BLとフューズ配線(フューズ素子
23に対応)FSによって共通接続されている。
【0034】そして、上記フューズ配線FSを回路設計
から要求されるキャパシタの容量値に応じて選択的に切
断することにより、複数のキャパシタブロックを選択的
に接続/分離して用いることができるので、チップ毎に
容易に抵抗値を変更できる。また、上記選択用トランジ
スタSTr,STr,…のゲートに供給される制御信号
CS,CS,…により、選択用トランジスタSTr,S
Tr,…を選択的にオン/オフ制御し、各キャパシタブ
ロックの容量値を微調整することもできる。
【0035】上記のように、この発明のDRAM・ロジ
ック混載集積回路では、従来はメモリセル以外の回路で
は使用されなかったトレンチ構造のキャパシタをロジッ
ク回路部に複数個形成し、且つ並列接続して用いる。こ
れにより、トレンチ構造のキャパシタを用いてロジック
回路部に大きな容量値を実現することが可能になり、小
さな平面で大きなキャパシタ対向面積が得られるという
トレンチ構造の特徴から、プレーナ構造のキャパシタを
使用する場合に比べて半導体基板上のキャパシタのパタ
ーン占有面積がより小さくなり、回路設計の自由度が向
上する。
【0036】しかも、トレンチ構造のキャパシタで形成
したキャパシタブロック相互間をフューズ素子23で配
線することにより、任意の数のキャパシタブロックを選
択的に並列接続して用いることができるので、ロジック
回路部で回路設計面から要求されるキャパシタの容量値
をチップ毎に容易に変更したり、キャパシタ間の接続配
線をチップ毎に自由に調節できる。
【0037】また、キャパシタの接続と非接続とをトラ
ンジスタSTr,STr,…のスイッチングで切り換え
ることができるので、トランジスタのオン/オフによっ
ても容量を可変できる。
【0038】図12は、上記第1の実施の形態に係る半
導体装置の変形例について説明するためのパターン平面
図である。この変形例は、ロジック回路部における隣接
するトレンチ間の半導体基板10の主表面にアクティブ
領域26を形成してトレンチキャパシタ間を接続したも
のである。
【0039】ロジック回路部のトレンチキャパシタは並
列接続して用いるので、上記のようなパターン構成であ
っても第1の実施の形態と同様な回路構成にでき、実質
的に同じ作用効果が得られる。
【0040】図13(a),(b)ないし図17
(a),(b)はそれぞれ、この発明の第2の実施の形
態に係る半導体装置について説明するためのもので、図
13(a)ないし図17(a)は、DRAM・ロジック
混載集積回路におけるロジック回路部に形成されたキャ
パシタブロック部の他のパターン構成例を製造工程順に
示す平面図、図13(b)ないし図17(b)は、上記
図13(a)ないし図17(a)に示したパターンの8
A−8A〜8E−8E線に沿った断面構成図である。
【0041】この第2の実施の形態では、図13
(a),(b)に示すようにロジック回路部のトレンチ
の平面パターンがDRAM部のトレンチとは異なる構造
を有し、メモリセルのキャパシタが形成されているトレ
ンチよりも長くなっている。また、図14(b)に示す
ように、第1の実施の形態におけるロジック回路部の選
択用トランジスタが存在せず、隣接するキャパシタが拡
散層27により接続されている。そして、複数列のキャ
パシタのうちで同一行に位置するキャパシタ群は、その
電荷蓄積層13aが複数列で共有されるように長く形成
されている。この場合、上記したように長く形成された
トレンチ1内に埋め込まれた電荷蓄積層13aを共有す
る複数のキャパシタは、キャパシタ電極領域が共通に接
続されることによって並列接続され、1つのキャパシタ
ブロックとなっている。従って、上記電荷蓄積層13a
を共有するキャパシタブロックの2組以上を接続して所
望の容量値を得る場合には、各組の電荷蓄積層13aの
相互間を、第1の実施の形態に示したような第1のコン
タクトプラグ18、第1層の金属配線19、第2のコン
タクトプラグ21、第2層金属配線22、フューズ素子
23を介して接続するようにしてもよい。
【0042】上記のような構成によれば、同一行に位置
するキャパシタ群は、その電荷蓄積層13aが複数列で
共有されるように形成されて1つのキャパシタブロック
となっているので、第1の実施の形態に比べて大きな容
量単位で容量値を設定することができる。
【0043】図18は、上記第2の実施の形態に係る半
導体装置の変形例について説明するためのパターン平面
図である。この変形例では、ロジック回路部におけるデ
ィープトレンチ1,1,…の周囲にコンタクト18,1
8,…を形成し、各トレンチキャパシタ間を並列接続し
ている。
【0044】上記ロジック回路部のトレンチキャパシタ
は、単に並列接続すればよいので、このような構成であ
っても各トレンチキャパシタを並列接続することができ
る。なお、上述した第1,第2の実施の形態では、DR
AM部とロジック回路部におけるキャパシタの絶縁膜や
膜厚を同時に形成する場合を例にとって説明したが、必
要に応じて、例えばロジック回路部のキャパシタ絶縁膜
を厚くして絶縁破壊耐圧の向上を図る等、キャパシタ絶
縁膜の種類や膜厚が異なるように形成しても良いのは勿
論である。
【0045】また、トレンチキャパシタの構造は、上述
した第1,第2の実施の形態で説明した構造に限定され
るものではなく、種々の構造に適用できる。以上説明し
たように、この発明によれば、プレーナキャパシタで形
成するよりも大きな容量を小さなパターン占有面積で得
ることができ、特に少ないパターン占有面積で大きな容
量を必要とする安定化電源回路の電源安定化容量等に好
適である。
【0046】また、DRAM・ロジック混載集積回路で
は、プレーナキャパシタを用いるとDRAM部とロジッ
ク回路部でディープトレンチの数が大幅に異なることに
起因してDTローディング効果が生じて加工条件が異な
ってしまうが、この発明ではメモリセル以外の周辺部に
もディープトレンチを配置するので、チップ面積に対す
るディープトレンチの比率を増やし、ローディング効果
を抑制できる。
【0047】更に、メモリセルと同様に、キャパシタの
接続と非接続とをトランジスタのスイッチングで切り換
えることができる。従って、トランジスタのオン/オフ
により容量を可変でき、バリアブルコンデンサとしての
利用も可能である。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、所望の大きさの容量値を実現する際に、キャパシタ
のパターン占有面積が小さくて済み、回路設計の自由度
を向上できる半導体装置が得られる。また、回路設計面
から要求されるキャパシタの容量値をチップ毎に容易に
変更できる半導体装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるDRAM部の第1の製造
工程におけるパターン構成例を示す平面図、(b)図は
(a)図に示したパターンの2A−2A線に沿った断面
構成図。
【図2】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるDRAM部の第2の製造
工程におけるパターン構成例を示す平面図、(b)図は
(a)図に示したパターンの2B−2B線に沿った断面
構成図。
【図3】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるDRAM部の第3の製造
工程におけるパターン構成例を示す平面図、(b)図は
(a)図に示したパターンの2C−2C線に沿った断面
構成図。
【図4】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるDRAM部の第4の製造
工程におけるパターン構成例を示す平面図、(b)図は
(a)図に示したパターンの2D−2D線に沿った断面
構成図。
【図5】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるDRAM部の第5の製造
工程におけるパターン構成例を示す平面図、(b)図は
(a)図に示したパターンの2E−2E線に沿った断面
構成図。
【図6】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成さ
れたキャパシタブロック部の第1の製造工程におけるパ
ターン構成例を示す平面、(b)図は(a)図に示した
パターンの4A−4A線に沿った断面構成図。
【図7】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成さ
れたキャパシタブロック部の第2の製造工程におけるパ
ターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示し
たパターンの4B−4B線に沿った断面構成図。
【図8】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成さ
れたキャパシタブロック部の第3の製造工程におけるパ
ターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示し
たパターンの4C−4C線に沿った断面構成図。
【図9】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装置
について説明するためのもので、(a)図はDRAM・
ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成さ
れたキャパシタブロック部の第4の製造工程におけるパ
ターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示し
たパターンの4D−4D線に沿った断面構成図。
【図10】この発明の第1の実施の形態に係る半導体装
置について説明するためのもので、(a)図はDRAM
・ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成
されたキャパシタブロック部の第5の製造工程における
パターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示
したパターンの4E−4E線に沿った断面構成図。
【図11】図10に示したキャパシタブロック部の等価
回路図。
【図12】第1の実施の形態に係る半導体装置の変形例
について説明するためのパターン平面図。
【図13】この発明の第2の実施の形態に係る半導体装
置について説明するためのもので、(a)図はDRAM
・ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成
されたキャパシタブロック部の第1の製造工程における
パターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示
したパターンの8A−8A線に沿った断面構成図。
【図14】この発明の第2の実施の形態に係る半導体装
置について説明するためのもので、(a)図はDRAM
・ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成
されたキャパシタブロック部の第2の製造工程における
パターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示
したパターンの8B−8B線に沿った断面構成図。
【図15】この発明の第2の実施の形態に係る半導体装
置について説明するためのもので、(a)図はDRAM
・ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成
されたキャパシタブロック部の第3の製造工程における
パターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示
したパターンの8C−8C線に沿った断面構成図。
【図16】この発明の第2の実施の形態に係る半導体装
置について説明するためのもので、(a)図はDRAM
・ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成
されたキャパシタブロック部の第4の製造工程における
パターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示
したパターンの8D−8D線に沿った断面構成図。
【図17】この発明の第2の実施の形態に係る半導体装
置について説明するためのもので、(a)図はDRAM
・ロジック混載集積回路におけるロジック回路部に形成
されたキャパシタブロック部の第5の製造工程における
パターン構成例を示す平面図、(b)図は(a)図に示
したパターンの8E−8E線に沿った断面構成図。
【図18】第2の実施の形態に係る半導体装置の変形例
について説明するためのパターン平面図。
【符号の説明】
1…トレンチ、 2…素子分離領域、 3,6…ゲート絶縁膜、 4,7…ゲート電極、 10…半導体基板(シリコン基板)、 11…キャパシタ電極、 12…キャパシタ絶縁膜、 13…電荷蓄積層、 14…カラー、 14a…埋め込みストラップ(Buried-Strap)、 15…埋め込みプレート(Buried-Plate)領域、 17…第1の層間絶縁膜、 18…第1のコンタクトプラグ、 19…第1層目の金属配線、 20…第2の層間絶縁膜、 21…第2のコンタクトプラグ、 22…第2層目の金属配線、 23…フューズ素子、 24…表面保護膜。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板中に形成されたトレンチ構造
    の複数個のキャパシタと、 前記複数個のキャパシタを電気的に接続して少なくとも
    1つのキャパシタブロックを形成する配線部と を具備することを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記複数個のキャパシタはそれぞれ、デ
    ィープトレンチ構造のキャパシタであり、 前記ディープトレンチ構造のキャパシタは、前記半導体
    基板に形成されたトレンチ内の下部の表面に形成された
    キャパシタ電極と、前記トレンチ内の前記キャパシタ電
    極の表面に形成されたキャパシタ絶縁膜と、前記トレン
    チ内の上部側壁に形成された絶縁膜のカラーに開口され
    た埋め込みストラップと、前記トレンチ内に埋め込まれ
    た電荷蓄積層とを備え、 前記配線部は、前記半導体基板に埋め込み形成され、複
    数個のキャパシタの各キャパシタ電極の上部相互を接続
    する埋め込みプレート配線と、前記複数個のキャパシタ
    の前記電荷蓄積層の上部相互に連なるように前記半導体
    基板の表層部に形成されたストラップ間接合拡散層とを
    備えることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記配線部は、前記複数個のキャパシタ
    の電荷蓄積層の上部相互に連なるように形成されたスト
    ラップ間接合拡散層に対してコンタクトする第1層目の
    金属配線を更に具備することを特徴とする請求項2に記
    載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記第1層目の金属配線の上層に形成さ
    れ、前記第1層目の金属配線を共通接続する第2層目の
    金属配線を更に具備することを特徴とする請求項3に記
    載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記キャパシタは、半導体記憶装置のメ
    モリセル以外の回路部に形成されることを特徴とする請
    求項1に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 前記半導体記憶装置のメモリセル以外の
    回路部は、DRAM・ロジック混載集積回路におけるロ
    ジック回路部であることを特徴とする請求項5に記載の
    半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記キャパシタは、前記DRAM・ロジ
    ック混載集積回路におけるDRAM部に形成されている
    メモリセルのキャパシタと同じ構造であることを特徴と
    する請求項6に記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記キャパシタのトレンチの長さは、前
    記DRAM・ロジック混載集積回路におけるDRAM部
    に形成されているメモリセルのキャパシタのトレンチよ
    りも長いことを特徴とする請求項6に記載の半導体装
    置。
  9. 【請求項9】 前記キャパシタは、前記DRAM・ロジ
    ック混載集積回路におけるDRAM部に形成されている
    メモリセルのキャパシタとはキャパシタ絶縁膜の種類、
    膜厚が異なることを特徴とする請求項8に記載の半導体
    装置。
  10. 【請求項10】 半導体基板中に形成されたトレンチ構
    造の複数個のキャパシタと、 前記複数個のトレンチ構造のキャパシタを電気的に接続
    して複数のキャパシタブロックを形成する配線部と、 前記各配線部相互間を選択的に接続または分離すること
    により、前記キャパシタブロックの容量値を可変する接
    続/分離手段とを具備することを特徴とする半導体装
    置。
  11. 【請求項11】 前記複数個のトレンチ構造のキャパシ
    タはそれぞれ、ディープトレンチ構造のキャパシタであ
    り、 前記ディープトレンチ構造のキャパシタは、前記半導体
    基板に形成されたトレンチ内の下部の表面に形成された
    キャパシタ電極と、前記トレンチ内の前記キャパシタ電
    極の表面に形成されたキャパシタ絶縁膜と、前記トレン
    チ内の上部側壁に形成された絶縁膜のカラーに開口され
    た埋め込みストラップと、前記トレンチ内に埋め込まれ
    た電荷蓄積層とを備え、 前記配線部は、前記半導体基板に埋め込み形成され、複
    数個のキャパシタの各キャパシタ電極の上部相互を接続
    する埋め込みプレート配線と、前記複数個のキャパシタ
    の電荷蓄積層の上部相互に連なるように前記半導体基板
    の表層部に形成されたストラップ間接合拡散層とを備
    え、 前記接続/分離手段は、前記キャパシタブロックの各配
    線部相互間を接続するように形成され、選択的に切断さ
    れるフューズ素子を備えることを特徴とする請求項10
    に記載の半導体装置。
  12. 【請求項12】 前記配線部は、前記複数個のキャパシ
    タの電荷蓄積層の上部相互に連なるように形成されたス
    トラップ間接合拡散層に対してコンタクトする第1層目
    の金属配線を更に具備することを特徴とする請求項11
    に記載の半導体装置。
  13. 【請求項13】 前記第1層目の金属配線の上層に形成
    され、前記第1層目の金属配線をキャパシタブロック毎
    に共通接続する第2層目の金属配線を更に具備し、 前記フューズ素子は、前記各キャパシタブロックの前記
    第2層目の金属配線の相互間を接続することを特徴とす
    る請求項11に記載の半導体装置。
  14. 【請求項14】 前記フューズ素子は、前記第2層目の
    金属配線と同じ材質で形成されることを特徴とする請求
    項13に記載の半導体装置。
  15. 【請求項15】 前記フューズ素子は、前記第2層目の
    金属配線の形成工程より前の工程で形成されることを特
    徴とする請求項13に記載の半導体装置。
  16. 【請求項16】 前記キャパシタは、半導体記憶装置の
    メモリセル以外の回路部に形成されていることを特徴と
    する請求項10に記載の半導体装置。
  17. 【請求項17】 前記半導体記憶装置のメモリセル以外
    の回路部は、DRAM・ロジック混載集積回路における
    ロジック回路部であることを特徴とする請求項16に記
    載の半導体装置。
  18. 【請求項18】 前記キャパシタは、前記DRAM・ロ
    ジック混載集積回路におけるDRAM部に形成されてい
    るメモリセルのキャパシタと同じ構造であることを特徴
    とする請求項17に記載の半導体装置。
  19. 【請求項19】 前記キャパシタのトレンチの長さは、
    前記DRAM・ロジック混載集積回路におけるDRAM
    部に形成されているメモリセルのキャパシタのトレンチ
    よりも長いことを特徴とする請求項18に記載の半導体
    装置。
  20. 【請求項20】 前記キャパシタは、前記DRAM・ロ
    ジック混載集積回路におけるDRAM部に形成されてい
    るメモリセルのキャパシタとはキャパシタ絶縁膜の種
    類、膜厚が異なることを特徴とする請求項19に記載の
    半導体装置。
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